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泰山一次强雹暴微物理特征双偏振雷达和雨滴谱观测分析

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气象 2024年第9期50卷 1129-1141页

作者：夏凡吴举秀申高航潘佳文山东省气象防灾减灾重点实验室济南250031 中国气象科学研究院灾害天气国家重点实验室北京100081 山东省气象科学研究所济南250031 长岛国家气候观象台山东长岛265800 山东省气象工程技术中心济南250031 山东省临沂市气象局临沂276004 厦门市气象局厦门市海峡气象开放重点实验室厦门361012

为了研究雹暴的微物理特征,利用双偏振雷达和雨滴谱仪探测资料,结合粒子相态分类算法,对2020年6月1日发生在泰山的一次降雹天气进行了分析,获得了雹暴云影响泰山站时附近区域雷达参量、水凝物粒子、降水粒子谱分布特征。研究表明:雹暴... 详细信息

为了研究雹暴的微物理特征,利用双偏振雷达和雨滴谱仪探测资料,结合粒子相态分类算法,对2020年6月1日发生在泰山的一次降雹天气进行了分析,获得了雹暴云影响泰山站时附近区域雷达参量、水凝物粒子、降水粒子谱分布特征。研究表明:雹暴云前缘开始影响泰山站时,反射率因子(ZH)梯度大值区紧邻泰山站,与差分反射率(ZDR)弧位置大致重合,此处主要为大滴粒子,由上空霰粒子融化形成;雨滴谱为双峰结构,对降水贡献较大的为2~3 mm粒子。当雹暴云主体影响泰山站时,其前侧径向出现三体散射,上空出现悬垂回波,泰山站附近区域主要识别为雹粒子;泰山站南侧出现有界弱回波,该处辐合升运动增强,被ZDR大值半环绕,主要分布大滴与雹粒子,夹杂霰与湿雪粒子;归一化等高频率(CFAD)显示冰相过程增强;-10℃层以下雹粒子主要由-10~0℃层的霰粒子凇附上升气流携带的大滴与中小雨粒子形成,这些粒子无法下落碰并形成尺寸较大的降水粒子,雨滴谱变为单峰结构,对降水贡献最大的为14~16 mm粒子。雹暴云主体离开泰山站,CFAD显示冰相过程减弱,冰晶凇附过冷云滴转化成霰的效率降低,泰山站上空识别出大量的冰晶与干雪粒子,出现层状云降水特征;雨滴谱再次变为双峰结构,第二峰值为2~3 mm粒子,对降水贡献最大。

关键词：雹暴云双偏振雷达雨滴谱微物理特征

2021年保定清苑EF2级龙卷S和X波段雷达特征

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应用气象学报 2024年第5期35卷 564-576页

作者：陈雪娇花家嘉裴宇杰王振超刘姝刘姝君王福侠中国气象局雄安大气边界层重点开放实验室雄安新区070001 南京气象科技创新研究院中国气象局交通气象重点开放实验室南京210041 河北雄安新区气象局雄安新区070001 河北省气象台石家庄050000

利用石家庄S波段天气雷达(SPOL)、雄安X波段相控阵雷达(XPAR)、地面自动气象站等多源观测资料,分析2021年7月21日河北省保定市清苑区东吕村EF2级龙卷雷达特征。清苑区龙卷发生于低涡降水云系中,风暴后向传播造成的多单体合并形成超级单... 详细信息

利用石家庄S波段天气雷达(SPOL)、雄安X波段相控阵雷达(XPAR)、地面自动气象站等多源观测资料,分析2021年7月21日河北省保定市清苑区东吕村EF2级龙卷雷达特征。清苑区龙卷发生于低涡降水云系中,风暴后向传播造成的多单体合并形成超级单体,钩状回波顶部分裂的强反射率因子核心自东南向西北移动,并与龙卷位置对应关系较好。SPOL和XPAR平均径向速度图上均连续多个时次识别出中气旋,中气旋尺度为1.4~4.2 km,旋转速度为10~20 m·s^(-1),为弱中气旋,属于微型超级单体龙卷,持续时间较短(30~35 min)。在龙卷发展演变过程中,低仰角探测到紧邻的旋转速度对时,中气旋向下延伸1.2~1.4 km,直径迅速收缩0.8~1 km,预示龙卷的发生。龙卷风暴在低层旋转速度和涡度最大,有利于龙卷发展增强。SPOL和XPAR在龙卷位置、径向速度及风暴直径的探测结果较为一致,XPAR回波顶比SPOL高约6 km,且XPAR回波顶的峰值时段与风暴出现冲云顶特征的时段一致。15:36—15:42(北京时)龙卷涡旋特征(TVS)最为强盛,垂直伸展厚度达2~4 km。

关键词：龙卷风暴特征参数 X波段相控阵雷达中气旋

黄海滨海地区海陆风对强浓雾生消及爆发性增强的影响

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中国科学：地球科学 2024年第2期54卷 451-468页

作者：高雅刘端阳严殊祺周文君王宏斌祖繁梅钦裔传祥盛也中国气象局交通气象重点开放实验室南京210041 盐城市气象局盐城224000 南京气象科技创新研究院南京210041 中国气象科学研究院灾害天气重点实验室北京100086

利用NCEP再分析资料、常规气象观测资料、L波段雷达探空资料以及MTSAT静止卫星观测资料,对2015年2月15至17日盐城一次持续性强浓雾过程的演变过程、形成机制等综合分析,并借助WRF模式对此次过程进行数值模拟实验,基于模拟结果讨论海陆... 详细信息

利用NCEP再分析资料、常规气象观测资料、L波段雷达探空资料以及MTSAT静止卫星观测资料,对2015年2月15至17日盐城一次持续性强浓雾过程的演变过程、形成机制等综合分析,并借助WRF模式对此次过程进行数值模拟实验,基于模拟结果讨论海陆风的出现对成雾以及雾体爆发性增强的影响.结果表明:高空槽前西南气流引起的降水配合低压倒槽有利于前期雨雾的生成,地面冷高压控制下夜间晴空辐射配合弱冷平流的输送有利于后期辐射平流雾的形成与发展.WRF模式模拟雾区与实况雾区的生消及雾区范围基本一致,具有较好的可信度.模拟结果表明海风建立对近地面起平流降温作用,有利于近地面逆温层的形成与发展,为雾的形成与爆发性增强提供稳定的层结条件;而海风环流的加强,一方面可以向研究区域源源不断的输送水汽,另一方面超低空急流的出现有利于低层水汽的积聚,同时逆温强度进一步加强,有利于雾的爆发性增强和长时间稳定维持.

关键词：辐射平流雾海陆风大气边界层雾爆发性增强 WRF模式

青藏高原东南缘攀枝花市降水特征及其成因初探

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暴雨灾害 2024年第1期43卷 101-109页

作者：李永军卢萍中国气象科学研究院灾害天气国家重点实验室北京100081 中国气象局成都高原气象研究所成都610072 高原与盆地暴雨旱涝灾害四川省重点实验室成都610072 攀枝花市气象台攀枝花617000

为更好地认识青藏高原东南缘地形复杂区降水特征及其成因,利用位于青藏高原东南缘的攀枝花市2015—2020年72个国家、区域气象观测站资料和欧洲中心0.25°×0.25°分辨率的ERA5再分析资料,对攀枝花降水特征及成因进行分析。结果表明:(1)... 详细信息

为更好地认识青藏高原东南缘地形复杂区降水特征及其成因,利用位于青藏高原东南缘的攀枝花市2015—2020年72个国家、区域气象观测站资料和欧洲中心0.25°×0.25°分辨率的ERA5再分析资料,对攀枝花降水特征及成因进行分析。结果表明:(1)攀枝花降水具有地形作用突出、北多南少的特点,降水日数是造成降水空间分布差异的主要原因之一。(2)攀枝花夜雨特征显著,呈单峰型,降水峰值出现在03时(北京时),因攀枝花位于干热河谷区,日间湿度小、夜间湿度大,夜间较饱和的大气更容易凝结,触发降水,湿度的日变化是攀枝花易发生夜雨的原因之一。(3)攀枝花干湿季分明,6—10月为攀枝花湿季,11月至次年5月为攀枝花干季,6月和10月是干湿转换的过渡期。6月孟加拉湾西南季风爆发,攀枝花雨季开始,干季逐渐结束;10月干燥的高原南支西风气流加强,雨季趋于结束,干季开始。

关键词：青藏高原降水特征南亚高压西南季风南支绕流

基于层次分析法的浙江电网雷击跳闸孕灾环境敏感性评估

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高电压技术 2017年第2期43卷 619-626页

作者：赵伟李哲史海锋童杭伟浙江省气象科学研究所杭州310008 中国气象科学研究院灾害天气国家重点实验室北京100081 国网台州市黄岩区供电公司台州318020 浙江省防雷中心杭州310008 国网浙江省电力公司电力科学研究院杭州310014

为了提高电网雷击跳闸风险评估的有效性和科学性,实现差异化防雷,有必要对电网雷击跳闸孕灾环境进行研究。基于1:50 000数字高程模型(DEM)数据和浙江电网110 kV及以上输电线2005—2013年逐年雷击跳闸事故资料,利用GIS技术提取浙江电网... 详细信息

为了提高电网雷击跳闸风险评估的有效性和科学性,实现差异化防雷,有必要对电网雷击跳闸孕灾环境进行研究。基于1:50 000数字高程模型(DEM)数据和浙江电网110 kV及以上输电线2005—2013年逐年雷击跳闸事故资料,利用GIS技术提取浙江电网雷击跳闸事故点的地形地貌因子(海拔高度、坡度、坡向、土地利用类型和河网密度),定量化分析了雷击跳闸事故点的地形地貌特征。选取海拔高度、坡度、坡向、土地利用类型和河网密度作为电网雷击跳闸孕灾环境的评价指标,利用层次分析法构建电网雷击跳闸孕灾环境评估模型,绘制了浙江电网雷击跳闸孕灾环境分布图。经过与致灾因子危险度分布相关分析,两者相关系数0.451,这说明孕灾环境分布图是合理的,可用于电网雷击跳闸风险评估。从浙江电网雷击跳闸综合孕灾环境敏感度分布图可知,浙北北部和浙东沿海是浙江电网雷击跳闸孕灾环境的高敏感区;浙中和浙西地区是浙江电网雷击跳闸孕灾环境的低敏感区。

关键词：电网雷击跳闸层次分析法孕灾环境海拔高度坡度坡向土地利用类型河网密度

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台风双眼墙形成及眼墙替换过程的研究进展

地球物理学报 2021年第6期64卷 1857-1868页

作者：程小平费建芳李湘成黄小刚杨雯国防科技大学气象海洋学院长沙410003 中国气象科学院灾害天气国家重点实验室北京100081

台风双眼墙受到大尺度环境场强迫(如垂直风切变和高空槽/急流等)、海气相互作用和涡旋内部热动力过程共同作用,双眼墙的形成及其演变一直是台风研究中的热点和难点.虽然学术界提出了许多双眼墙形成和眼墙替换的可能机制,但一直未达成共... 详细信息

台风双眼墙受到大尺度环境场强迫(如垂直风切变和高空槽/急流等)、海气相互作用和涡旋内部热动力过程共同作用,双眼墙的形成及其演变一直是台风研究中的热点和难点.虽然学术界提出了许多双眼墙形成和眼墙替换的可能机制,但一直未达成共识,尤其在平衡和非平衡、对称与非对称过程对双眼墙形成的相对贡献,以及边界层超梯度风的作用等方面还存在许多争议.本文重点梳理过去十余年来,国内外台风双眼墙统计特征、形成机制和演变机理等方面的发展现状及最新研究进展,讨论分析双眼墙研究中有待进一步解决的问题和发展方向,以期为下一步台风双眼墙研究提供有益的借鉴和参考.

关键词：台风双眼墙外眼墙生成眼墙替换

水汽螺旋度和热力螺旋度在华北强“桑拿天”过程中的分析及应用

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地球物理学报 2013年第7期56卷 2185-2194页

作者：杨帅陈斌高守亭中国科学院大气物理研究所云降水物理与强风暴实验室北京100029 中国气象科学研究院灾害天气国家重点实验室北京100081

"桑拿天"是发生在夏季高温、高湿环境之下的重要天气现象.而过去单靠温度这一变量来诊断预报"桑拿天",有较大难度.而且从已有的研究中,"桑拿天"多发生在下沉运动或相对稳定的环流背景下.因此,寻找一个简单有效、且使用方便的物理变量来... 详细信息

"桑拿天"是发生在夏季高温、高湿环境之下的重要天气现象.而过去单靠温度这一变量来诊断预报"桑拿天",有较大难度.而且从已有的研究中,"桑拿天"多发生在下沉运动或相对稳定的环流背景下.因此,寻找一个简单有效、且使用方便的物理变量来揭示"桑拿天"高湿、高湿的综合特征,显得特别重要.本文在前人研究的基础上,将以往暴雨研究中的IM(Ingredients-based Methodology)理论方法拓展至"桑拿天"的研究,将过去表征桑拿天高温、高湿、下沉运动环流特点的这些单个物理量综合进IM方法,尝试性地引入热力螺旋度(TH)、水汽螺旋度(MH)、以及湿热力螺旋度(MTH)等,对发生在2002年7月30日—8月4日和2009年7月7—9日的两次华北地区高温高湿的强"桑拿天"过程进行动力识别和诊断,并与广义湿位涡(GMPV)进行对比分析.分析结果表明,MH的异常大值区相对集中在北京及其周边的华北地区的对流层低层,并维持.而TH的异常大值区涵盖的范围远大于我们要研究的华北地区"桑拿天"的爆发范围.即使结合了温、湿效应的MTH和GMPV的异常大值区,其涵盖的范围亦逊于MH对"桑拿天"的动力识别.可见,在夏季普遍高温的大环境下,湿度是华北闷热的"桑拿天"爆发的一个决定性因素.结合了环流特征与湿度效应的MH,是对"桑拿天"进行动力识别的一个优化因子,具有较大的实际应用价值.

关键词： “桑拿天” 水汽螺旋度热力螺旋度

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基于云团特征的短时临近强降水预报技术

气象 2009年第9期35卷 104-111页

作者：胡波杜惠良滕卫平石蓉蓉浙江省气象台杭州310017 中国气象科学研究院灾害天气国家重点实验室浙江省气象科学研究所

通过分析2005—2008年影响浙江的梅汛期强降水云团特征,将云团分为偏北型、居中型和偏南型,研究这三种类型云团云顶亮温与地面1小时强降水极值和10mm/h以上降水覆盖面积关系,结果表明偏南型和偏北型云团有较多相似特征,而居中型云团较... 详细信息

通过分析2005—2008年影响浙江的梅汛期强降水云团特征,将云团分为偏北型、居中型和偏南型,研究这三种类型云团云顶亮温与地面1小时强降水极值和10mm/h以上降水覆盖面积关系,结果表明偏南型和偏北型云团有较多相似特征,而居中型云团较其他两种云团则有较多相反特征。通过分析1小时强降水相对于云团中心移动路径的落区,指出梅汛期云顶1小时变温和亮温梯度与地面1小时强降水落区无明显配对模型。随后利用天气形势场资料,分析强降水云团与环境要素场的关系,指出云顶亮温的宏观特征与中高层的垂直速度、水汽通量密切相关,最后尝试建立三种类型强降水云团成熟阶段云顶亮温和地面降水人工神经网络预报方程,给预报员提供参考。

关键词：梅汛期对流云团预报

2009年一次华北强桑拿天气过程的动力识别

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物理学报 2012年第13期61卷 533-540页

作者：杨帅高守亭陈斌中国科学院大气物理研究所云降水物理与强风暴实验室北京100029 中国气象科学研究院灾害天气国家重点实验室北京100081

本文数值模拟并诊断分析了2009年7月华北的一次桑拿天过程,分析了高温高湿天气的环流特征,温度、湿度的水平和垂直分布特征,位涡分布特征等.分析发现,此次桑拿天事件高层为反气旋性环流的高压控制,水平分布图上,低层相对湿度大.垂直剖面... 详细信息

本文数值模拟并诊断分析了2009年7月华北的一次桑拿天过程,分析了高温高湿天气的环流特征,温度、湿度的水平和垂直分布特征,位涡分布特征等.分析发现,此次桑拿天事件高层为反气旋性环流的高压控制,水平分布图上,低层相对湿度大.垂直剖面上,中低层为下沉气流和暖湿区,有明显的水汽梯度和垂直温度梯度,有倾斜的位涡分布.既然桑拿天发生在夏季普遍高温的大环境之下,因此靠单纯的温度或湿度来动力识别和诊断桑拿天,有较大难度.本文抓住华北地区桑拿天过程高温、高湿、高位涡的特点,引入一个适合于桑拿天的湿热力位涡参数(MTPV,它表示为▽q·(▽θ×▽Q),这里q是湿度,表示为大气或者云中水汽和所有水凝物的总和,θ是位温,Q是位涡),对桑拿天进行动力诊断分析,并通过实际个例的计算分析作出简化.个例分析发现,此次高温高湿的桑拿天过程伴随MTPV的异常.虽然2009年7月此次华北地区桑拿天过程有较高的温度,较大的湿度和倾斜位涡发展,但是单个变量的范围远大于我们要研究的华北地区桑拿天的爆发范围.而结合这三个变量引入的MTPV及其简化形式,无论从经向还是纬向剖面图来看,MTPV的异常大值区相对集中在北京及其周边的华北地区对流层的低层,并维持.因而,MTPV及其简化形式均能对此次高温高湿的桑拿天进行较好的动力识别.

关键词：桑拿天高温高湿湿热力位涡参数